NVM과 같은 새로운 바이트 주소 지정 가능 스토리지 기술은 DRAM에 대한 보다 비용 효율적이고 대용량 대안을 제공하여 인메모리 키-값(KV) 저장소의 높은 비용, 제한된 용량 및 변동성을 해결할 수 있는 새로운 기회를 제시합니다..

NVM의 기존 구조를 재설계하기 위해 수많은 노력이 기울여졌습니다.그러나 기존 시스템에 통합하려면 상당한 엔지니어링 비용과 복잡성 증가로 인해 어려움을 겪었습니다.따라서 기존 인덱스를 NVM의 KV 스토어에 적용하는 일반적인 프레임워크가 필요합니다.

Xuan Zhou가 이끄는 연구팀은 DRAM과 NVM으로 구성된 이종 메모리 아키텍처를 위한 HeterMM이라는 일반 프레임워크를 제안합니다.DRAM의 탁월한 성능을 최대한 활용하고 시스템 성능을 in-DRAM 성능에 최대한 가깝게 만들도록 설계되었습니다.연구는출판됨일지에서컴퓨터 과학의 개척지.

프레임워크 개요

팀은 DRAM의 뛰어난 성능을 최대한 활용하는 것이 중요하다고 강조합니다.색인DRAM의 핫 데이터.일반적으로 NVM은 DRAM에 비해 성능이 떨어지는 단점이 있습니다.특정 액세스 특성으로 인해 성능을 극대화하려면 특별한 디자인이 필요합니다.

NVM의 일반적인 특징은 대기 시간 및 대역폭 측면에서 읽기-쓰기 비대칭성과 순차 액세스에 비해 열악한 임의 액세스 성능을 포함합니다.이에 연구팀은 플러그인된 DRAM 인덱스, 이기종 메모리의 데이터 저장 메커니즘, 장애 복구를 위한 작업 로그로 구성된 프레임워크를 제공합니다.

특히, 가장 자주 액세스되고 일반적으로 작은 단위 및 무작위 순서인 인덱스는 NVM에 친화적이지 않습니다.일반적으로 DRAM에 최적화된 데이터 구조는 NVM에서 효과적으로 작동하지 않을 수 있습니다.

HeterMM에 새로 작성된 데이터는 DRAM에 상주하고 오래된 데이터는 일괄적으로 NVM으로 플러시됩니다.각 데이터 조각에는 도착 시 논리 주소가 할당되며, 이는 데이터가 다른 위치에서 업데이트되지 않는 한 동일하게 유지됩니다.

NVM의 지속성은 그 안에 있는 데이터의 내구성을 보장할 수 있으며, DRAM에 있는 데이터의 내구성을 보장하기 위해 작업 로그가 적용됩니다.첫째, DRAM의 데이터가 제자리에서 업데이트되는데, 이는 초기 압축으로 간주될 수 있으며 NVM으로 플러시되는 데이터 양을 줄입니다.둘째, NVM의 데이터는 작업 로그를 차단하는 데 사용할 수 있는 체크포인트로 간주될 수 있습니다.

NVM에서 읽기 전용 데이터에 대한 액세스를 최적화하기 위해 DRAM 영역은 읽기 캐시와 쓰기 영역으로 나누어집니다. 전자는 NVM에 있는 자주 액세스되는 데이터를 보관하고 후자는 새로 도착한 데이터를 보관합니다.DRAM에서 동일한 공간을 공유하며 작업 부하에 따라 동적으로 크기를 조정할 수 있습니다.

HeterMM을 CLHT, LFHT, B+ 트리 등 다양한 종류의 인덱스와 결합하는 광범위한 실험을 통해 HeterMM의 효율성이 검증되었습니다.특히 HeterMM은 최첨단 인덱스 지속 프레임워크와 최첨단 하이브리드 DRAM, NVM 기반 해시 테이블 및 B+ 트리 모두를 능가할 수 있습니다.이는 HeterMM이 NVM에 액세스하지 않고도 읽기 요청을 DRAM에서 처리할 수 있도록 NVM에 핫 데이터를 보유한다는 사실에서 이점을 얻습니다.

추가 정보:Yunhong Ji 외, HeterMM: 이기종 메모리 기반 키-값 저장소에 in-DRAM 인덱스 적용,컴퓨터 과학의 개척지(2024).DOI: 10.1007/s11704-024-3713-0

제공자:프론티어 저널